妖魔鬼怪快快顯形,今天F師兄幫助小師妹來(lái)斬妖除魔啦,什么BufferB,BufferL,BufferRB,BufferRL,BufferS,BufferU,BufferRS,BufferRU統(tǒng)統(tǒng)給你剖析個(gè)清清楚楚明明白白。
小師妹:F師兄不都說(shuō)JDK源碼是最好的java老師嗎?為程不識(shí)源碼,就稱(chēng)牛人也枉然。但是我最近在學(xué)習(xí)NIO的時(shí)候竟然發(fā)現(xiàn)有些Buffer類(lèi)居然沒(méi)有注釋?zhuān)湍敲赐回5膶?xiě)在哪里,讓人好生心煩。
居然還有這樣的事情?快帶F師兄去看看。
小師妹:F師兄你看,以ShortBuffer為例,它的子類(lèi)怎么后面都帶一些奇奇怪怪的字符:
什么什么BufferB,BufferL,BufferRB,BufferRL,BufferS,BufferU,BufferRS,BufferRU都來(lái)了,點(diǎn)進(jìn)去看他們的源碼也沒(méi)有說(shuō)明這些類(lèi)到底是做什么的。
還真有這種事情,給我一個(gè)小時(shí),讓我仔細(xì)研究研究。
一個(gè)小時(shí)后,小師妹,經(jīng)過(guò)我一個(gè)小時(shí)的辛苦勘察,結(jié)果發(fā)現(xiàn),確實(shí)沒(méi)有官方文檔介紹這幾個(gè)類(lèi)到底是什么含義,但是師兄我掐指一算,好像發(fā)現(xiàn)了這些類(lèi)之間的小秘密,且聽(tīng)為兄娓娓道來(lái)。
之前的文章,我們講到Buffer根據(jù)類(lèi)型可以分為ShortBuffer,LongBuffer,DoubleBuffer等等。
但是根據(jù)本質(zhì)和使用習(xí)慣,我們又可以分為三類(lèi),分別是:ByteBufferAsXXXBuffer,DirectXXXBuffer和HeapXXXBuffer。
ByteBufferAsXXXBuffer主要將ByteBuffer轉(zhuǎn)換成為特定類(lèi)型的Buffer,比如CharBuffer,IntBuffer等等。
而DirectXXXBuffer則是和虛擬內(nèi)存映射打交道的Buffer。
最后HeapXXXBuffer是在堆空間上面創(chuàng)建的Buffer。
Big Endian 和 Little Endian
小師妹,F(xiàn)師兄,你剛剛講的都不重要,我就想知道類(lèi)后面的B,L,R,S,U是做什么的。
好吧,在給你講解這些內(nèi)容之前,師兄我給你講一個(gè)故事。
話(huà)說(shuō)在明末浙江才女吳絳雪寫(xiě)過(guò)一首詩(shī):《春 景 詩(shī)》
鶯啼岸柳弄春晴,
柳弄春晴夜月明。
明月夜晴春弄柳,
晴春弄柳岸啼鶯。
小師妹,可有看出什么特異之處?最好是多讀幾遍,讀出聲來(lái)。
小師妹:哇,F(xiàn)師兄,這首詩(shī)從頭到尾和從尾到頭讀起來(lái)是一樣的呀,又對(duì)稱(chēng)又有意境!
不錯(cuò),這就是中文的魅力啦,根據(jù)讀的方式不同,得出的結(jié)果也不同,其實(shí)在計(jì)算機(jī)世界也存在這樣的問(wèn)題。
我們知道在java中底層的最小存儲(chǔ)單元是Byte,一個(gè)Byte是8bits,用16進(jìn)制表示就是Ox00-OxFF。
java中除了byte,boolean是占一個(gè)字節(jié)以外,好像其他的類(lèi)型都會(huì)占用多個(gè)字節(jié)。
如果以int來(lái)舉例,int占用4個(gè)字節(jié),其范圍是從Ox00000000-OxFFFFFFFF,假如我們有一個(gè)int=Ox12345678,存到內(nèi)存地址里面就有這樣兩種方式。
第一種Big Endian將高位的字節(jié)存儲(chǔ)在起始地址
第二種Little Endian將地位的字節(jié)存儲(chǔ)在起始地址
其實(shí)Big Endian更加符合人類(lèi)的讀寫(xiě)習(xí)慣,而Little Endian更加符合機(jī)器的讀寫(xiě)習(xí)慣。
目前主流的兩大CPU陣營(yíng)中,PowerPC系列采用big endian方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù),而x86系列則采用little endian方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
如果不同的CPU架構(gòu)直接進(jìn)行通信,就由可能因?yàn)樽x取順序的不同而產(chǎn)生問(wèn)題。
java的設(shè)計(jì)初衷就是一次編寫(xiě)處處運(yùn)行,所以自然也做了設(shè)計(jì)。
所以BufferB表示的是Big Endian的buffer,BufferL表示的是Little endian的Buffer。
而B(niǎo)ufferRB,BufferRL表示的是兩種只讀Buffer。
小師妹:F師兄,那這幾個(gè)又是做什么用的呢?BufferS,BufferU,BufferRS,BufferRU。
在講解這幾個(gè)類(lèi)之前,我們先要回顧一下JVM中對(duì)象的存儲(chǔ)方式。
還記得我們是怎么使用JOL來(lái)分析JVM的信息的嗎?代碼非常非常簡(jiǎn)單:
log.info("{}", VM.current().details());
上面的輸出中,我們可以看到:Objects are 8 bytes aligned,這意味著所有的對(duì)象分配的字節(jié)都是8的整數(shù)倍。
再注意上面輸出的一個(gè)關(guān)鍵字aligned,確認(rèn)過(guò)眼神,是對(duì)的那個(gè)人。
aligned對(duì)齊的意思,表示JVM中的對(duì)象都是以8字節(jié)對(duì)齊的,如果對(duì)象本身占用的空間不足8字節(jié)或者不是8字節(jié)的倍數(shù),則補(bǔ)齊。
還是用JOL來(lái)分析String對(duì)象:
可以看到一個(gè)String對(duì)象占用24字節(jié),但是真正有意義的是22字節(jié),有兩個(gè)2字節(jié)是補(bǔ)齊用的。
對(duì)齊的好處顯而易見(jiàn),就是CPU在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候更加方便和快捷,因?yàn)镃PU設(shè)定是一次讀取多少字節(jié)來(lái)的,如果你存儲(chǔ)是沒(méi)有對(duì)齊的,則CPU讀取起來(lái)效率會(huì)比較低。
現(xiàn)在可以回答部分問(wèn)題:BufferU表示是unaligned,BufferRU表示是只讀的unaligned。
小師妹:那BufferS和BufferRS呢?
這個(gè)問(wèn)題其實(shí)還是很難回答的,但是經(jīng)過(guò)師兄我的不斷研究和探索,終于找到了答案:
先看下DirectShortBufferRU和DirectShortBufferRS的區(qū)別,兩者的區(qū)別在兩個(gè)地方,先看第一個(gè)Order:
可以看到DirectShortBufferRU的Order是跟nativeOrder是一致的。而DirectShortBufferRS的Order跟nativeOrder是相反的。
為什么相反?再看兩者get方法的不同:
區(qū)別出來(lái)了,DirectShortBufferS在返回的時(shí)候做了一個(gè)bits的swap操作。
所以BufferS表示的是swap過(guò)后的Buffer,和BufferRS表示的是只讀的swap過(guò)后的Buffer。
不寫(xiě)注釋實(shí)在是害死人??!尤其是JDK自己也不寫(xiě)注釋的情況下!
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